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第1专题牛顿运动定律及其应用(1)第2专题功和能(16)第3专题带电粒子在电场和磁场中的运动(21)第4专题电磁感应和电路的分析、计算(31)第5专题实验(39)第6专题物理解题中的数学方法(53)第7专题论述、计算题的解题方法和技巧(58)知识技能篇第1专题牛顿运动定律及其应用一、直线运动公式1.匀变速直线运动:(1)平均速度(定义式)v=st(2)有用推论vt2-v02=2as(3)中间时刻速度vt2=(vt+v0)2(4)末速度vt=v0+at(5)中间位置速度vs2=v02+vt22(6)位移s=v0t+12at2(7)加速度a=vt-v0t(以v0为正方向,a与v0同向(加速)则a0;反向则aF2).(2)互成角度力的合成:F=F12+F22+2F1F2cos(余弦定理)F1F2时,F=F12+F22(3)合力大小范围:|F1-F2|F|F1+F2|(4)力的正交分解:Fx=Fcos ,Fy=Fsin (为合力与x轴之间的夹角tan =FyFx)易错提醒:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则.(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立.(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图.(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(角)越大,合力越小.(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算.四、动力学(运动和力)1.牛顿第一定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.牛顿第二定律:F合=ma或a=F合m(由合外力决定,与合外力方向一致).3.牛顿第三定律:F=-F(负号表示方向相反,F、F各自作用在对方).4.共点力的平衡F合=0,推广 Fx=0, Fy=0.5.超重:FNG,失重:FNG(加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重).6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子.一、直线运动1.平均速度求解平均速度的常用计算方法有:利用定义式v=xt,这种方法适用于任何运动形式.利用v=v0+v2,只适用于匀变速直线运动.利用vt=vt2 (即某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度),也只适用于匀变速直线运动.2.两个中点速度(1)中间时刻的瞬时速度vt2=vt=12(v0+v).(2)中点位移的瞬时速度vx2=12(v02+vt2).无论是匀加速还是匀减速,都有vt290和90时,若F2增大,其合力的大小变化无规律.(2)当090时,合力随其中一个力的增大而增大.3.当两个大小为F的力的夹角为时,其合力大小为F合=2Fcos 2,方向在两个力夹角的平分线上.当=120时,F合=F.4.当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与它所受的其余力的合力大小相等、方向相反,作用在同一直线上.5.当物体受到三个互成角度的力(非平行力)作用而平衡时,这三个力必在同一平面内,且三个力的作用线或作用线的反向延长线必相交于一点.三、牛顿运动定律1.物体在粗糙水平面上滑行的加速度:a=g;欲推动放在粗糙平面上的物体,物体与平面间的动摩擦因数为,推力方向与水平面成角,tan =时最省力,Fmin=mg1+2.2.“等时圆”物理模型:“质点由静止开始从竖直圆周顶端沿不同斜面无摩擦地滑到该圆周上任一点所需的时间相等”.利用该等时圆的性质,可以简解物理题.3.一起加速运动的物体(如图所示),物体间相互作用力按质量正比例分配,即N12=m2m1+m2F,与有无摩擦(相同)无关.物体在平面、斜面、竖直方向运动都一样.4.几个临界问题:a=gtan .5.物体做变加速直线运动,速度最大时合力为零,加速度为零.6.若由质量为m1、m2、m3组成的系统,它们的加速度分别为a1、a2、a3则系统的合外力F=m1a1+m2a2+m3a3+四、曲线运动、万有引力1.渡河问题的特点: (1)不论水流速度多大,总是船身垂直于河岸航行时,渡河时间最短,t=dsin,且这个时间与水流速度大小无关.(2)当v1v2(v1为船的速度,v2为水流速度,下同)时,合运动方向垂直河岸时,航程最短.(3)当v10,a0时,物体做加速运动;当加速度与速度反方向,如v00,a0时,物体做减速运动.3.将F=FN错误地理解为F=mg(1)未能深刻理解公式F=FN中FN表示接触面间的压力.(2)当物体在水平面滑动且不受其他力时接触面间的压力大小等于物体的重力.(3)当物体在斜面上滑动时接触面间的压力可以小于物体的重力.4.将接触面间的“相对滑动方向”错误地理解为物体的运动方向(1)“相对滑动方向”是指以接触面上另一个物体为参考系时的运动方向.(2)物体的运动方向通常是指以地面为参考系时的运动方向.5.误认为“静止的物体才受到静摩擦力,运动的物体才受到滑动摩擦力”(1)静摩擦力发生在相互接触且存在相对运动趋势的两个物体之间.如用传送带斜向上输送物品时,物品和传送带相对静止一起向上运动,物品受到传送带对它的静摩擦力.(2)滑动摩擦力发生在相互接触且存在相对运动的两个物体之间,如黑板刷擦黑板时,黑板虽静止,但黑板刷对它有滑动摩擦力,静止的物体可以受到滑动摩擦力.(3)判断是静摩擦力还是滑动摩擦力的关键是接触面间两物体是相对运动还是有相对运动趋势,与物体的运动状态无关.6.误认为“惯性与物体的运动速度有关,速度大、惯性就大;速度小,惯性就小”(1)物体的质量是惯性大小的惟一量度,与物体的速度无关.(2)刹车过程中力相同时,初速度越大,停下来速度变化量越大,所用时间越长;速度越小,停下来所用时间越短.因此速度越大的汽车越难停下来,不是因为运动状态难改变,而是因为运动状态改变量大的缘故.7.将“牛顿第一定律”错误地理解为“牛顿第二定律的特例”(1)牛顿第一定律是建立在大量的实验现象的基础上,通过思维的逻辑推理而发现的,不能用实验直接验证定性指出力和运动的关系.(2)牛顿第二定律是实验定律,当F、m、a均采用国际单位时有F=ma,定量指出了力和运动的关系,它们是两个不同的定律.8.将“超重或失重”错误地理解为“物体重力变大或变小了”(1)物体处于超重或失重状态时,物体的重力始终存在,大小也没有变化.(2)发生超重或失重现象是由于物体竖直方向有加速度,使得物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大于或小于物体的重力.9.误认为“物体受到哪个方向的合外力,则物体就向哪个方向运动”(1)物体的合外力方向决定了加速度的方向,物体的运动情况由力和运动决定.(2)初速度为零的物体.受到恒定的合外力作用,将沿合外力方向做匀加速直线运动.(3)初速度不为零的物体,若受到与初速度反向的恒定合外力作用,将沿初速度方向做匀减速直线运动;若合外力方向与初速度方向不在同一直线上,物体做曲线运动.10.误认为物体做曲线运动的条件中物体所受合外力为“恒力”(1)只要满足合力的方向跟速度的方向不在一条直线上,物体就做曲线运动.(2)合力的大小可以是变化的(变加速曲线运动),也可以是不变的(匀变速曲线运动).(3)合力的方向可以是变化的(如匀速圆周运动),也可以是不变的(如平抛运动).11.误认为“船渡河过程中水流速度突然变大了,会影响渡河时间”(1)由合运动和分运动的等时性可知渡河时间取决于河宽与垂直河岸的分速度,与水流速度无关.(2)水流的速度变大,不影响船渡河的时间,但影响船到达对岸的地点,使船渡河过程位移变大.12.误将“绳牵引船的速度”当做合速度进行分解例如图甲所示的问题,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为,不计摩擦和滑轮的质量,则此时小船的水平速度多大?有些同学错误地将绳的速度按如图乙所示的方法分解,得vA即为船的水平速度,vA=vcos .实际上船是在做平动,每一时刻船上各点都有相同的水平速度.而AO绳上各点运动比较复杂,既有平动又有转动.以连接船上的A点来说,它有沿绳的平动分速度v,也有与v垂直的法向速度vB,即转动分速度,如图丙所示,A点的合速度vA即为两个分速度的合速度,也就是船的平动速度,vA=vcos.13.混淆运行速度与发射速度对于人造地球卫星,由GMmr2=mv2r得v=GMr,该速度指的是人造地球卫星在轨道上的运行速度,其大小随轨道半径的增大而减小,但由于人造地球卫星发射过程中要克服地球引力做功,增大势能,所以将卫星发射到离地球越远的轨道上,在地面所需要的发射速度却越大.14.混淆速度变化引起变轨与变轨引起速度变化的区别(1)速度变化引起变轨与变轨引起速度变化的问题,两种分析方法截然不同.(2)在轨运行的卫星由于速度变化,使得所需的向心力大于或小于外界提供的向心力,发生变轨,若速度变大,卫星所需的向心力大于外界提供的向心力,卫星将做离心运动.(3)卫星变轨时引力要做功引起势能变化,从而引起速度变化,如卫星做离心运动时,引力做负功势能增加,卫星速度减小.第2专题功 和 能(1)功W=Fscos (定义式)(2)重力做功W=mgh(3)功率P=Wt(定义式) (4)汽车牵引力的功率P=Fv;P平=Fv平(5)汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度vmax=P额f(6)动能Ek=12mv2(7)重力势能Ep=mgh(8)电势能EA=qA (9)动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)W合=12mvt2-12mv02或W合=Ek(10)机械能守恒定律E=0或Ek1+Ep1=Ek2+Ep2也可以是12mv12+mgh1=12mv22+mgh2(11)重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-Ep易错提醒:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少.(2)功W=Fscos ,090做正功;900,则表示合外力作为动力对物体做功,物体的动能增加,Ek0W合0,则表示合外力作为阻力对物体做功,物体的动能减少,Ek05.机械能守恒定律的三种思路(1)守恒思路:过程前后两状态的机械能相等,E1=E2.(2)转化思路:动能的增加(或减少)等于势能的减少(或增加),Ek=-Ep.(3)转移思路:A物体的机械能增加(减少)等于B物体的机械能减少(增加).6.变力做功的计算方法(1)用动能定理或功能关系求解.(2)当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功.(3)将变力做功转化为恒力做功.当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积.如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等.当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力对位移的平均值F=F1+F22,再由W=Flcos 计算,如弹簧弹力做功.(4)作出变力F随位移l变化的图象,图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功.7.机车启动(1)恒定功率启动:当牵引力和阻力相等时,机车速度达到最大,此时F牵=F阻,P=F阻vm.(2)匀加速启动F牵-F阻=maP=F牵vv=at.(3)动能定理在机车启动中的应用:Pt-F阻l=12mv2.8.几种功和能的关系(1)合外力对物体所做的功等于物体动能的增量.(2)重力对物体所做的功等于重力势能的减少量.(3)弹力对物体所做的功等于弹性势能的减少量.(4)重力和弹簧弹力之外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量.(5)一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能,即Q=Ffx相对,x相对为物体间相对滑动的距离.1.误认为“斜面对物体的支持力始终不做功”公式Flcos 中的l是力的作用点的对地位移,斜面对物体的支持力方向是垂直于接触面,但不一定垂直于物体的位移方向,例如静止在斜面上的物体和斜面一起向左运动的过程中,支持力FN对物体做正功.2.误认为“一对摩擦力做功之和一定为零”(1)一对静摩擦力是作用力与反作用力,等大、反向、共线,存在于两个相对静止的物体之间,两个物体位移始终相同,一对静摩擦力做功大小相等,一正一负,做功之和一定为零.(2)一对滑动摩擦力虽然是作用力与反作用力,但存在于两个相对运动的物体之间,由于两个物体之间一定有相对位移,故它们之间的一对摩擦力做功之和一定不为零,且为负功.3.误认为“静摩擦力总是不做功,滑动摩擦力总是做负功”滑动摩擦力一定与相对运动方向相反,但不一定与运动方向相反,所以,滑动摩擦力可能做正功,也可能做负功,还可能不做功;产生静摩擦力的两物体保持相对静止,但不一定都处于静止状态,所以,静摩擦力可能对物体做功.4.判断机械能是否守恒时,将“只看重力做功”错误地理解为“物体所受合外力为零”.只有重力做功时机械能守恒,物体所受合外力为零时,物体的机械能不一定守恒,如用起重机匀速提升重物时,物体所受的合外力为零,但物体的机械能不守恒.5.将守恒条件“只有重力做功”错误地理解为“只受重力作用”(1)功是能量转化的量度,通过做功手段实现不同形式的能的转化,因此物体能量是否变化应从做功的角度来判断.(2)物体除了受重力和系统内弹力作用外,还可以受别的力,别的力也做功,但做功的代数和为零,系统的机械能仍然守恒.6.误认为“Q=fs”中的s是物体对地位移(1)关系式“Q=fs”是对应于相互作用的两个物体系,f表示滑动摩擦力,s是两个物体的相对路程.(2)滑动摩擦力做功与路径有关,相互作用的滑动摩擦力等大、反向,相互作用的两个物体的位移大小不一定相等,方向不一定相反,做功之和可能是-f(s1+s2)、-f(s1-s2)、-fs1或-fs2,总之W总=-fs相对,据功能关系有Q=fs相对.第3专题带电粒子在电场和磁场中的运动一、电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷: e=1.6010-19 C;带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2r2(在真空中)静电力常量k=9.0109 Nm2/C2,方向在它们的连线上,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引3.电场强度E=Fq(定义式、计算式)4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQr25.匀强电场的场强E=UABd6.电场力F=qE7.电势与电势差:UAB=A-B,UAB=WABq=-EABq8.电场力做功WAB=qUAB=qEd9.电势能EA=qA变形可得电势A=EAq10.电势能的变化EAB=EB-EA11.电场力做功与电势能变化EAB=-WAB=-qUAB12.电容C=QU=QU(定义式,计算式)13.平行板电容器的电容C=S4kd14.带电粒子在电场中的加速(v0=0):W=Ek或qU=12mvt2,vt=2qUm15.带电粒子沿垂直电场方向以速度v0进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)是类平抛运动垂直电场方向:匀速直线运动L=v0t(在带等量异种电荷的平行极板中:E=Ud)平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=12at2,a=Fm=qEm易错提醒:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分.(2)电场线从正电荷或无穷远出发终止于无穷远或负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直.(3)常见电场的电场线分布要求熟记(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关.(5)处于静电平衡的导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面.(6)电容单位换算:1 F=106 F=1012 pF.(7)电子伏(eV)是能量的单位,1 eV=1.6010-19 J.二、磁场1.磁感应强度定义式B=FIL(通电导线与磁场方向垂直)2.磁通量=BS3、安培力F=BIL(LB)4.洛伦兹力f=qvB(vB)5.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛伦兹力的作用,做匀速直线运动v=v0(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下:F向=f洛=mv2r=m2r=mr(2T)2=qvB,r=mvqB,T=2mqB;运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛伦兹力对带电粒子不做功(任何情况下);解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(等于二倍弦切角).1.若在一条直线上有三个点电荷因相互作用均处于平衡,则这三个点电荷的相邻电性相反,而且中间电荷的电荷量最小,且靠近两侧电荷量较小的那一个.可简记为“三点共线、两同夹异、两大夹小、近小远大.”2.电场强度的方向是电势降低最快的方向;在等势面分布图中,等势面越密电场强度越大;仅由一条电场线不能判断场强的强弱.3.电场线不是带电粒子的运动轨迹,如果电场线是直线,电荷的初速度为零或初速度与电场线平行,且电荷仅受电场力或所受合力的方向与电场线平行,则带电粒子的运动轨迹与电场线重合.4.电势是标量,其正或负表示比零电势点高或低;电势为零处,场强不一定为零;电势高处,场强不一定大;电势相等处,场强不一定相等.5.正电荷在电势较高处电势能较大,负电荷在电势较低处电势能较大.6.如图甲所示,匀强电场中任一线段AB的中点C的电势,等于两端点电势的等差中项,即C=A+B2.如图乙所示,匀强电场中若两线段AB=CD且ABCD,则A-B=C-D.7.两等量同种点电荷连线中点O处的场强为零,从中点O沿中垂面(线)到无限远,场强先变大后变小;中垂面(线)上各点场强方向和该面(线)平行.8.两等量异种点电荷连线上,沿电场线方向场强先变小后变大;从连线上中点O沿中垂面(线)到无穷远,场强一直减小,各点场强的方向均与中垂面(线)垂直,且指向负电荷一侧.9.不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场,它们在射出电场时偏转角度(tan =Ul2U0d)或偏转距离(y=Ul24U0d)总是相同的(式中U0、U、l和d分别为加速电压、偏转电压、板长和板间距).若带电粒子的电性相同,则上述运动轨迹重合.10.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心的确定方法:(1)在运动轨迹上找出两个点的洛伦兹力的方向(与速度方向垂直),其延长线的交点必为圆心;(2)先作入射速度或出射速度的垂线,再作出入射点和出射点连线的中垂线,则这两垂线的交点就是圆心.11.带电粒子在复合场中的几种典型运动装置原理图规律速度选择器若qvB=Eq,粒子做匀速直线运动磁流体发电机等离子体进入,受洛伦兹力偏转,使两极板带正、负电,极板间电压为U时稳定,qUd=qvB(续表)装置原理图规律霍尔效应若IB时,载流导体在与电流、磁场方向均垂直的表面上出现电势差,其值为Uhq=qvB,U=vBh电磁流量计管直径D:UDq=qvBv=UDB流量:Q=vS=UDB(D2)2(续表)装置原理图规律质谱仪电子经U加速,从A到P点,eU=12mv02,v0=2eUm,CD=d=2r=2mv0eB=2meB2eUm比荷em=8UB2d2(续表)装置原理图规律回旋加速器D形盒内接频率为f=qB2m的高频交流电源,带电粒子在窄缝间电场加速,在D形盒内偏转12.在正交的电磁场区域,速度选择器的选择速度为v=EB,与粒子的电性无关.13.在求解有界磁场问题时,要注意对称性:(1)直线边界:从同一边界射出时速度与边界的夹角和射入时速度与边界的夹角相等;(2)圆形边界:沿半径方向射入圆形磁场区域内的带电粒子,必定沿半径方向射出,且粒子的速率越大,做圆周运动的圆心角越小,穿过磁场的偏转角越小,运动时间越短.14.带电粒子在洛伦兹力作用的复合场(重力场、电场和磁场共存)中做直线运动,一定是匀速直线运动.15.带电粒子在洛伦兹力作用的复合场(重力场、电场和磁场共存)中做圆周运动,一定是匀速圆周运动,且隐含着重力与电场力平衡.1.误认为电场线是一条直线就是匀强电场我们熟悉的几种典型的电场线,如正点电荷的电场线,负点电荷的电场线,等量异种点电荷的电场线、等量同种点电荷的电场线、匀强电场的电场线中都存在电场线是直线的情况,可见给出的一条电场线是直线并不能表明此电场是匀强电场.2.误认为“带电粒子在电场中的运动轨迹一定与电场线重合”(1)电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹.(2)只有同时满足以下三个条件时,两者才会重合.电场线为直线.电荷初速度为零,或速度方向与电场线平行.电荷仅受电场力或所受其他力合力的方向与电场线平行.3.误认为“场强为零,电势为零,场强大的点电势高,场强相等的点电势相等”电场强度和电势之间没有直接关系:(1)电场强度为零的地方,电势不一定为零,如处于静电平衡的导体内部场强为零,但导体电势不一定为零.(2)电场强度大的点,电势不一定高,如在负点电荷的电场中,电场强度越大的点,电势越低.(3)电场强度大小相等的点,电势不一定相等,如在匀强电场中,沿着电场线方向电势越来越低,而电场强度相等.4.将公式B=FIL错误地理解为“B与F成正比,与IL成反比”公式B=FIL是借助一种比值的方法来定义磁感应强度,磁感应强度由磁场本身决定,与F、I、L无关.5.误以为“线圈面积越大,磁通量越大”由表达式=BS知在匀强磁场中垂直于磁场方向的面积越大,磁通量越大,但线圈面积越大,垂直于磁场方向的面积不一定大,若线圈平面与磁场方向平行,不管线圈面积多大,磁通量都为零.6.误认为“粒子从回旋加速器射出的最大动能与电压有关”(1)由于D形盒的半径R一定,粒子在D形盒中加速的最后半周的半径为R,由Bqv=mv2R可知v=BqRm,所以带电粒子的最大动能Ekm=12mv2=B2q2R22m;因此粒子从回旋加速器射出的最大动能与电压无关.(2)由nqU=mv22=Ekm可知,加速电压的高低只会影响带电粒子加速的总次数,并不影响回旋加速后的最大动能.7.误认为“只要粒子的速率满足v0=EB时,粒子通过速度选择器就不发生偏转”(1)粒子通过速度选择器不发生偏转的条件是受到的电场力和洛伦兹力等大反向.(2)尽管速率满足v0=EB,但若v0、E、B三者中有一个量的方向改变,不再满足电场力和洛伦兹力等大反向时,粒子将发生偏转.第4专题电磁感应和电路的分析、计算一、恒定电流1.电流强度I=qt2.欧姆定律I=UR3.电阻、电阻定律R=LS4.闭合电路欧姆定律I=Er+R或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外5.电功与电功率W=UIt,P=UI6.焦耳定律Q=I2Rt7.纯电阻电路中:由于I=UR,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2Rt8.电源总功率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,=P出P总9.电路的串、并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1R并=1R1+1R2+1R3+电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+易错提醒:(1)单位换算:1 A=103 mA=106 A;1 kV=103 V=106 mV;1 M=103 k=106 .(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大.(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻.(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大.(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E24r.二、电磁感应1.感应电动势的大小计算公式(1)法拉第电磁感应定律E=nt(普适公式)(2)垂直切割磁感线运动E=BLv(3)交流发电机最大的感应电动势Em=nBS (4)导体一端固定以旋转切割E=12BL22.磁通量=BS3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定(电源内部的电流方向:由负极流向正极)4.自感电动势E自=nt=LIt易错提醒:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定.(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化.(3)单位换算:1 H=103 mH=106 H.三、交变电流1.电压瞬时值e=Emsin t,电流瞬时值i=Imsin t(=2f)2.电动势峰值Em=nBS=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=EmR总3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em2;U=Um2;I=Im24.理想变压器原副线圈中的电压、电流及功率关系U1U2=n1n2;I1I2=n2n1;P入=P出5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损=(PU)2R易错提醒:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:电=线,f电=f线.(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变.(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值.(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入.1.无论是串联电路还是并联电路,其总电阻都会随其中任一电阻的增大(减小)而增大(减小).2.分压电路的电阻.如图所示,在由R1和R2组成的分压电路中,当R1串联部分的阻值RAP增大时,总电阻RAB增大;当RAP减小时,总电阻RAB减小.3.用电器的电功率P=UI,电流的发热功率P热=I2R.对于纯电阻电路,两者相等;对于非纯电阻电路,电功率大于热功率.4.路端电压U和外电阻R、干路电流I之间的关系:R增大,U增大;当R=时(断路),I=0,U=E;R减小,U减小;当R=0时(短路),I=Imax=Er,U=0.5.电源的输出功率曲线如图所示.当R0时,输出功率P0;当R时,输出功率P0;当R=r时,Pmax=E24r;当Rr时,R增大,输出功率反而减小.6.长为L的导体棒在磁场B中绕其中一端点以转动时产生的电动势E=12BL2.7.磁通量是标量,但有正负之分,对同一个平面,若规定磁感线从正面穿过为正,则磁感线从反面穿过为负;若穿过匀强磁场中闭合回路的磁通量若按正(或余)弦变化,则其变化率t按余(或正)弦规律变化.8.三个定则的应用与区别:(1)因电而生磁(IB)用安培定则;(2)因动而生电(v、BI感)用右手定则;(3)因电而受力(I、BF安),用左手定则.9.在电磁感应现象中,因感应电动势导致通过导体横截面的电荷量q=NR总.10.在动生电动势中,克服安培力所做的功等于整个回路产生的焦耳热;当导体棒切割磁感线达到稳定收尾速度做匀速运动时,外力所做的功等于安培力所做的功.11.在断电自感中,小灯泡是否“闪亮”一下再熄灭取决于电路稳定时流过线圈的电流与流过灯泡电流的大小关系:若原来稳定时ILI灯,则灯“闪亮”一下再熄灭;若ILI灯,则灯逐渐熄灭.12.中性面在垂直于磁场位置时,对应磁通量最大.13.线圈通过中性面时,磁通量最大但磁通量的变化率为零,感应电动势为零,电流方向改变.线圈平面处于跟中性面垂直的位置时,线圈平面平行于磁感线,磁通量为零,但是磁通量的变化率最大,感应电动势、感应电流均最大,电流方向不变14.线圈平面每转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,转动一周线圈两次通过中性面,故一周里线圈中电流方向改变两次(周期性改变一次).15.线圈在匀强磁场中匀速转动时,通过线圈的磁通量最大时,产生的感应电动势为零;当通过线圈的磁通量为零时,产生的感应电动势最大.16.交变电流的峰值Im=EmR+r=nBSR+r,当交变电流是按正(余)弦规律变化时,有效值I=Im2,某段时间内交变电流的平均值不等于这段时间始、末时刻瞬时值的算术平均值,在T4时间内E=2Em,一个周期T内的平均电动势为零;对非正弦交流电的有效值,必须根据有效值的定义进行计算.17.理想变压器:(1)电压关系:U1n1=U2n2=U3n3=Unnn.(2)功率关系:P入=P出或I1U1=I2U2+I3U3+InUn.(3)电流关系:I1n1=I2n2+I3n3+Innn,当只有一个副线圈时I1n1=I2n2.18.和高压输电有关的几种基本关系.如果发电站的输出功率为P,输出电压为U,用户得到的电功率为P,用户得到的电压为U,如图所示,则有关系式:(1)输出电流I=PU=U-UR线.(2)输电线损失的电压U线=U-U=IR线.(3)输电线损失的电功率P损=P-P=I2R线=P2U2R线.1.误将电阻R=UI错误地理解为电阻R跟电压成正比,跟电流成反比对于给定的导体,其电阻是一定的,和导体两端是否有电压,导体中是否有电流无关.也就是说R=UI仅是电阻的测量式,而R=lS才是电阻的决定式.2.误认为正负两种电荷同时沿相反方向运动,通过同一横截面形成的电流的计算式为I=|q+|-|q-|t当异种电荷反方向通过同一横截面时,所形成的电流是同向的,q应是q=|q+|+|q-|,故电流应是I=|q+|+|q-|t.3.将“纯电阻电路中的U=IR”错误地理解为适用于一切电路(1)W=UIt,这是计算电功普遍适用的公式;Q=I2Rt,这是普遍适用的电热计算公式.(2)在非纯电阻电路中,电流做功消耗的电能除部分转化为内能外,还转化为其他形式的能,因此有UItI2Rt,即UIR.(3)在纯电阻电路中,电流做功消耗的电能全部转化为内能,因此有UIt=I2Rt,即U=IR.4.误认为磁通量大,磁通量的变化就大,感应电动势就大电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,与磁通量的大小,磁通量变化的大小无关.5.将楞次定律中“感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的变化”错误地理解为“与原磁场方向相反”正确理解楞次定律中“感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化”这句话的关键是“阻碍”与“变化”.6.误认为含有自感线圈的电路断开电源后电灯都会“闪亮”电灯A是否闪亮取决于IL与IA的大小,若稳定时ILIA,断开开关S时电灯A逐渐熄灭,不出现“闪亮”;若稳定时ILIA,断开开关S时电灯A出现“闪亮”,然后再逐渐熄灭.7.误认为交流电的有效值与最大值间的关系均满足E=Em2、I=Im2、U=Um2(1)只有正(余)弦交变电流的有效值是最大值的12.(2)其他交变电流的有效值要根据有效值的定义求解.8.混淆交流电“四值”的应用范围(1)计算线圈某时刻的受力情况时,用瞬时值.(2)考虑某些电学元件的击穿电压时,用最大值.(3)求解交流电表的读数,保险丝的熔断电流,求解变交电流的电热问题时,用有效值.(4)计算有关电量时,用平均值.9.将变压器中的电流关系I1I2=n2n1错误地理解为适用于各种情况(1)原、副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原、副线圈各一个的情况,一旦有多个副线圈时,反比关系就不适用了.(2)有多个副线圈时,依据能量关系有U1I1=U2I2+U3I3+U4I4+再根据电压关系U2=n2n1U1U3=n3n1U1,U4=n4n1U1可得出n1I1=n2I2+n3I3+n4I4+第5专题实验1.刻度尺的使用方法简介:刻度尺的使用可用“一认、二选、三放、四看、五读、六记”来概括.“认”是指认清零刻线、量程和分度值;“选”是指根据测量要求选择适当分度值和量程的刻度尺;“放”要求做到三点:“正、贴、齐”,即刻度尺位置要放正,贴紧待测物体,对齐零刻线;“看”要求正对刻度尺,视线与尺面垂直;“读”即是读数,要估读到分度值的下一位;“记”是指记录时既要记录准确值,还要记录估读值,最后还要注明单位.2.游标卡尺的原理及读数:(1)原理:游标卡尺由主尺和游标尺组成,主尺上的最小分度与游标尺上的最小分度有一个差值,差值不同,尺的精确度就不同.游标卡尺主尺的最小分度为1 mm,游标尺有10、20、50等不同格数,不同规格游标尺上的最小分刻度为0.1 mm、0.05 mm、0.02 mm,因此10个小分度的可精确到0.1 mm,20个小分度的可精确到0.05 mm,50个小分度的可精确到0.02 mm.(2)读数:由主尺读数和游标尺读数组成,读数=主尺读数+精确度对齐游标尺格数.3.螺旋测微器的原理及读数:(1)原理:测微器螺杆与固定刻度之间的精密螺纹的螺距为0.5 mm,即旋钮每旋转一周,测微螺杆前进或后退0.5 mm,而可动刻度上的刻度为50等份,每转动一小格,测微螺杆前进或后退0.01 mm,即螺旋测微器的